Optické názvosloví

Teleskopy

některých výrobců nabízejí popisy optiky, které jsou někdy při nejlepším matoucí. V následujících odstavcích se vám pokusím vysvětlit srozumitelným jazykem co vám některé názvy sdělují a co ve skutečnosti znamenají. Bude tu také vysvětleno, co nějaká nebo i žádná informace, specifikace, může znamenat pro optický výkon teleskopu. Jak lze očekávat, ne všechny teleskopy a jejich konstrukce jsou stejné. Vskutku je jich mnoho na trhu a mezi nimi jsou dost neobvyklé příklady. Nejčastěji zmíněný kvalitativní aspekt teleskopu je specifikace jeho optiky, např. v podobě: „ optika 1/8, obraz 1/4 vlnové délky, obraz limitovaný difrakcí, 90% Strehl, optika 0.05 RMS

Tyto popisné fráze se pravděpodobně vážou ke kvalitě optiky. Předtím, než vstoupíme do světa inzerující frazeologie, je nutné vysvětlit některé základní pojmy optické fyziky:

Světlo se šíří vlněním, podobně jako se šíří vlny na vodní hladině. Vlnová délka světla je proměnná, a díky tomu mají každodenní, ale i astronomické objekty barvu. Pro efektivní použití optického povrchu k zobrazovacím účelům v teleskopu musí být dosaženo minimálního standardu přesnosti jeho optické plochy. Jestliže nedosáhne tohoto standardu, teleskop není nepoužitelný, jen to znamená, že jeho obraz není tak dobrý, jak mohl být. Zhruba před jedním stoletím anglický astronom, lord Rayleigh vypočítal a demonstroval, že pro dobré teleskopické zobrazení musí optická kvalita teleskopu dosáhnout určitou úroveň přesnosti. Toto je velmi zkrácený popis a jsem si jist, že puristé si budou přát další komentář. Ale tyto řádky nemají být lekcí ve fyzice, jen krátkým vysvětlením, jak srozumitelně interpretovat požadavky na astronomickou optiku.

Co je tato Rayleighem zmíněná úroveň přesnosti? To lze překvapivě velmi snadno technicky popsat, ale u dnešních hromadně produkovaných teleskopů jen obtížně dosáhnout. Také je velmi obtížné prokázat nebo vyvrátit tuto minimální požadovanou úroveň přesnosti bez použití velmi specializovaného a drahého vybavení. Toto je jeden z hlavních důvodů, proč jsou některé popisy teleskopů na trhu tak zavádějící. Kvalita optiky je z větší části na první pohled neviditelná, nelze ji v běžné předváděcí místnosti ani měřit. Je možné pouze jen věřit tomu, co je napsáno v popisu, nebo co bylo řečeno prodavačem. Obdobně jako my vás žádáme, abyste věřili tomu, co jsme vám sdělili. Velký rozdíl mezi Orion Optics a některými jinými výrobci nebo obchodníky je v tom, že my vám ukážeme kvalitu, my ji pro vás měříme a také vás necháme shlédnout kvalitu naší práce v naší továrně, laboratoři a na optické lavici.

Vraťme se zpět k názvosloví: Objev lorda Rayleigha,starý více než 100 let, je správný. Za tu dlouhověkost vděčí jeho potvrzení jak v teorii, tak v praxi.Ohybový obrazec vytvořený vysokým zvětšením hvězdy v teleskopu vysoké kvality Přesnost určená Rayleigho podmínkou definuje nejnižší požadovanou procentní sazbu světla v teleskopicky utvořeném obrazu hvězdy, která by měl být soustředěná v centrální části difrakčního disku hvězdy, neboli Aireyho disku, jak je také často nazývaný. Pro toho, kdo není obeznámený s obrazem hvězdy vyprodukovaným v teleskopu při vysokém zvětšení, by měla pomoci kresba na obrázku vedle. Centrální Aireyho disk je na ní obklopený vzdáleným, méně jasným difrakčím kroužkem. Při nákupu teleskopu je třeba klást důraz na správnou interpretaci Rayleigho podmínky. Pokud je pouze řečeno, že optika teleskop má přesnost 1/8. vlnové délky, neříká to absolutně nic a vskutku to je to pouze matení zákazníka. Zlomek 1/8 vlnové délky si může každý vykládat různě. Někteří to můžou považovat za 1/8 vlnové délky přesnosti optiky, nebo to lze brát jako na 1/8 PV chyby čela vlnoplochy. Tyto dva údaje jsou ale úplně odlišné. 1/8 vlnové délky přesnosti optiky bude produkovat 1/4 PV chyby čela vlnoplochy. Chybu 1/8 PV čela vlnoplochy produkuje optika, která musí být dvakrát tak přesná, tedy má přesnost 1/16 vlnové délky.

PV Wave - vlnoplocha je obecný termín nyní široce užívaný. Ve správném smyslu nám říká jaká je nejvyšší odchylka a nejnižší odchylka od přicházející vlnoplochy ve vašem teleskopu. Bohužel toto je možné aplikovat pouze na dvě velmi malé oblasti ve velikosti možná 1% nebo dokonce ještě menší části obrazu. Zbývající 99% by mohlo být také méně přesných. Většina předních výrobců je schopná technologicky zajistit, aby celá plocha čela vlnoplochy měla maximální chybu 1/4 PV Wave –vlnoplochy. Tato chyba, aritmeticky upravená se, označuje jako Strehl hodnota. Hodnota Strehl je v současnosti častěji používaná, neboť podává realističtější představu o skutečném stavu optiky a výkonu teleskopu na obloze.

Významné přednosti optiky s vyšší kvalitou jsou: Lepší viditelnost detailů, vyšší kontrast, stabilita obrazu, celkově menší ovlivnění prouděním vzduchu (seeingu). Bohužel, jak lze očekávat, produkce optiky na této úrovni přesnosti je drahá, větší přesnost vyžaduje vyšší cenu.

V amatérské praxi je žádoucí používat optiku s vysokou přesností, tj. 1/6 PV Wave a větší, pokud se jedná o zrcadla s aperturou do 350mm a jejich nasazení má mít univerzální charakter, tedy pro pozorování jasných plošných nebo bodových objektů ( planety, měsíční povrch, hvězdokupy, některé planetární mlhoviny) na kterých se plně uplatní rozlišovací schopnost lidského oka, tak pro tzv. deep sky objektů, tedy difuzních astronomických objektů s malou plošnou jasností, kde je rozlišovací schopnost oka menší. U parabolického zrcadla o průměru 350mm má centrální část Aireyho/difrakčního kroužku velikost ca. 0,3“ a oko ji z těchto důvodů nerozliší. Oproti tomu je celý difrakční obrazec s průměrem ca. 5“, na kterém je u standardní optiky soustředěná veškerá světelná energie, již okem rozlišitelný.

Procentuální rozložení světla v difrakčním obrazci je závislé na kvalitě optické plochy, ovšem u málo jasných plošných objektů, je oko schopné rozlišit maximálně 3-5 obloukové vteřiny, podle jasnosti objektu. Našemu vidění je za takto definovaných podmínek lhostejné, je-li do centrální části difrakčního disku soustředěno 97%,(kvalitní optika se Strehl 0,97) či pouze 70% (Strehl 0,70) světla. Naše fyziologie vidění reaguje za těchto podmínek pouze na nárůst plošné jasnosti objektu, který umožnila optika s větší aperturou. To je hlavní důvod, proč zrcadla od průměru 350 mm výše s přesností Standard, tj. 1/4 PV Wave umožňují dobrá vizuální pozorování deep sky objektů, ale zaostávají při pozorování planet za menšími, ale přesnější optikou vybavenými teleskopy. Jejich velká plocha poskytuje potřebné množství světla a navýší plošnou jasnost objektu. Naše fyziologie vidění tak „ odpouští“ takovému teleskopu nedokonalosti jeho optické plochy, protože je za podmínek malého plošného jasu objektu naše oko není schopné rozeznat.)